Машинно-ориентированные языки программирования

1. МАШИННО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЯЗЫКИ (МОЯ)

Специальность (ЭВМбз)
“Вычислительные машины, комплексы, системы и
сети ”

2. Назначение курса

Изучение архитектурных особенностей микропроцессоров.
Знание и понимание принципов работы микропроцессора на
основе разработки и отладки программ на языке
Ассемблера.
Без знания этого языка невозможно современное
законченное компьютерное образование

3. Роль и значение дисциплины

1. Наиболее мощное и эффективное программное
обеспечение написано на языке Ассемблер.
2. Программы, написанные на языке Ассемблер, требуют
значительно меньшего объема памяти и времени
выполнения.
2.
Знание языка Ассемблера и результирующего
машинного кода дает понимание архитектуры машины,
что вряд ли обеспечивается при работе на языках
высокого уровня.

4. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

студент должен Знать:
базовые понятия и определения;
основные арифметические и логические
команды машинно-ориентированного языка;
команды организации ветвлений и циклов,
процедур и макросов;
прерывания, обработку прерывания от
периферийных устройств.

5. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ:

студент должен:
знать принципы работы компьютера, его архитектуру и язык
ассемблера как отражение и воплощение этих знаний;
уметь использовать методы структурного подхода при
алгоритмизации и кодировании программы, провести
тестирование программ,
уметь сочетать языковые средства различных уровней для
разработки программного обеспечения микропроцессорных
систем.

6. Машинные языки

Все процессы в машине на самом низком, аппаратном
уровне приводятся в действие только командами
машинного языка.
Машинная команда –это элементарная инструкция
машине, выполняемая ею автоматически.
Машинная команда состоит из двух частей:
операционной и адресной
QA
Операционная часть команды это группа разрядов в
команде, предназначенная для представления кода
операции машины.

7. Машинные  языки

Машинные языки
Адресная часть команды это группа разрядов в
команде, в которых записываются адреса ячеек
памяти машины. Это адреса операндов, т.е.
чисел, участвующих в операции.
По количеству адресов команды делятся на:
безадресные,
одноадресные,
двухадресные,
трехадресные.
Безадресная команда содержит только код операции, а
информация для нее должна быть заранее помещена в
определенные регистры машины.

8. Пример ЭВМ с одноадресными командами

Это упрощенная машина под названием TOYCOMP
( сокращенное от Toy Computer- игрушечный
компьютер),
фактически существует только в виде имитирующей
программы, написанной на языке высокого уровня.

9. Архитектура TOYCOMP

10. Система команд TOYCOMP

КОП
Выполняемые операции
00
Останов
01
Загрузка в аккумулятор ( пересылка содержимого ячейки памяти в
АК)
02
Запись в память (( пересылка содержимого АК в ячейку памяти )
03
Сложение
04
Вычитание
05
Умножение
06
Деление
07
Ввод (обеспечивает ввод числа с клавиатуры в ячейку памяти)
08
Вывод ( обеспечивает вывод на дисплей числа из ячейки памяти)
09
Переход безусловный по адресу
10
Переход по адресу, если число в аккумуляторе больше нуля
11
Переход по адресу, если в аккумуляторе нуль

11. Программа вычисления SUM=X+Y

0
0799
Ввод числа X в ячейку с адресом 99
1
0798
Ввод числа Y в ячейку с адресом 98
2
0199
Загрузка X из ячейки 99 в аккумулятор
3
0398
Сложение Y-содержимого ячейки 98 с содержимым аккумулятора
4
0297
Пересылка содержимого аккумулятора в ячейку SUM
5
0899
Вывод X -содержимого ячейки c адресом 99
6
0898
Вывод Y -содержимого ячейки c адресом 98
7
0897
Вывод SUM- содержимого ячейки c адресом 97
8
0000
Останов (STOP)

12. Программирование в машинных командах имеет недостатки:

программист должен сам назначить адреса в
памяти всем используемым в программе
переменным и константам;
программистам трудно оперировать с кодами
операций и адресами, потому что все они
представлены в виде чисел;
в командах перехода используются абсолютные
адреса, что сильно усложняет процесс внесения
изменений в программу

13. Разработка языков программирования более высокого уровня, чем язык машинных команд

Они получили название - машинно-ориентированные
языки или языки символического кодирования (ЯСК).
Машинно-ориентированные языки – это языки, наборы
операторов и изобразительные средства которых
существенно зависят от особенностей ЭВМ
(внутреннего языка, структуры памяти и т.д.).
Коды операций и адреса в командах задаются
мнемоническими обозначениями.
Команды ЭВМ вместо истинных (физических) адресов
содержат символические адреса.

14. Машинно-ориентированные языки

Ассемблером называется системная программа,
переводящая программу, написанную на машинноориентированном языке, в последовательность
машинных команд.
Машинно-ориентированные языки или языки
символического кодирования также получили
название языков ассемблера.
Язык Ассемблера для каждого типа компьютера
свой. Проблемы, связанные с аппаратурой,
невозможно решить без знания Ассемблера.

15. TOYCODE- язык ассемблера TOYCOMP

КОП
в числовой форме
00
КОП в форме
символического имени
Название
STOP
Останов
LD
Загрузка в аккумулятор
02
STO
Запись в память
03
ADD
Сложение
04
SUB
Вычитание
05
MPY
Умножение
06
DIV
Деление нацело
07
IN
Ввод
08
OUT
Вывод
09
B
Переход безусловный
10
BGTR
Переход, если больше нуля
11
BZ
Переход, если равно нулю
01
.

16. Программа вычисления SUM=X+Y на TOVCODE

0
IN x
Ввод числа X
1
IN Y
Ввод числа Y
2
LD X
Загрузка X в аккумулятор
3
ADD Y
Сложение Y с содержимым аккумулятора
4
StO SUM
Пересылка содержимого аккумулятора в ячейку SUM
5
OUT X
Вывод X
6
OUT Y
Вывод Y
7
OUT SUM
Вывод SUM
8
STOP
Останов (STOP)

17. Разработка программ на ассемблере состоит из следующих шагов:

1. Создание исходного текста программы с
использованием текстового редактора.
2. Создание объектного модуля.
Трансляция
программы
3. Создание загрузочного модуля.
Компоновка
программы
4. Отладка программы с использованием
программ-отладчиков

18. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ ЭВМбз 144 часа

Аудиторные занятия
Лекции
Лабораторные занятия
Самостоятельная работа
14
6/2/4
8/-/8
121/34/87
Подготовка к лабораторным работам
6/18
Подготовка к экзамену
Курсовое проектирование
Самостоятельное изучение разделов
дисциплины
-/ 8
-/30
28/31

19. Основные разделы курса

Введение, цели и задачи дисциплины.
Программная модель и основы
программирования микропроцессоров
Язык Ассемблера МП 8080
Прерывания. Команды управления МП.
Работа с математическим сопроцессором.
Работа с современными процессорами в
защищенном режиме.

20. Лабораторные работы

Учебная машина TOYCOMP.
№1 Составление программ на языке машинных
команд TOYCOMP
№2 Ассемблер TOYCOMP. Составление программ на
TOYCODE.
МП I8086
№3. Разветвляющийся процесс и простые циклы.
№4 Обработка массивов..

21. Курсовой проект

Курсовой проект предназначен для закрепления
знаний современной технологии разработки
алгоритмов, написания и отладки программ на
машинно-ориентированном языке.
Тема: Модульное программирование на
Ассемблере

22. Методические материалы

конспект лекций;
методические указания по выполнению
лабораторных занятий;
методические указания по курсовому
проектированию.
презентации.

23. Формы контроля

Защита лабораторных
работ.
Тестирование.
Виды итогового контроля:
Защита курсового проекта.
Экзамен.

24. Экзамен

Проводится устно по билетам, включающим
теоретические вопросы и задачи.
Для допуска к экзамену необходимо выполнить
лабораторный практикум.

25. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА

TASM.exe (Borland)-транслятор
TLINK.exe(Borland)- компоновщик
TD.exe (Borland) -отладчик
EMU8086- эмулятор
MS Office (Microsoft Corporation)
Эмулятор TOYCOMP (разработка ст-та ЭВМ-07-1
Дубинина Дмитрия).
Транслятор TOYCODE (разработка ст-та ЭВМ-07-1
Бреусова К.)

26.   ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
П. Абель Язык ассемблера для IBM PC и
программирования. М. «Высшая школа», 2003.- 447с.
В. Юров ASSEMBLER УЧЕБНИК: Питер, 2004. - 624с.
Пильщиков В.Н. Программирование на языке
ассемблера
IBM PC. – М.: «Диалог-МИФИ», 1999. – 288 с.
4. Пирогов В. Ассемблер в примерах. – Спб: БХВ, 2005. –
416 с.
5.

27. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Юров В. Assembler : Спец. справ. / В. Юров. - СПб. и
др.: Питер, 2000. - 489с.: ил.
2. С. Зубков –Assembler для DOS,Windows и Unix:
ДМК Пресс,2000- 400с.
3. Голубь Н.Г. Искусство программирования на
Ассемблере. Лекции и упражнения. :ДиаСофтЮП,
2002-460с.